Ar/H_2O大气压等离子体射流放电特性

为了研究水蒸气体积分数对大气压等离子体射流放电机理及放电效率的影响，进而产生高活性低温等离子体并优化其效率。通过对大气压氩水等离子体射流的电压电流波形和Lissajous图形等电气特性的测量及发射光谱和发光图像等光学特性诊断，研究了不同水蒸气体积分数时，等离子体射流的放电特性。通过计算放电功率、传输电荷量、电子激发温度、分子振动温度和分子转动温度等主要放电参量，研究了它们随水蒸气体积分数的变化趋势，并结合放电机理对所得实验结果进行分析。结果表明，Ar／H2O等离子体射流除了产生N2和Ar。还有OH和O，气体温度在525～720K之间变化，为典型的低温等离子体；随着水蒸气体积分数的增加，等离子体习习喷出管口的长度减小，放电功率减小，发光强度减弱，转动温度和振动温度增加；相同功率下，水蒸气体积分数为0．5％时，产生的OH达到最大。

Ar/O_2和Ar/H_2O中大气压等离子体射流放电特性的比较

为了比较大气压下Ar/O2和Ar/H2O等离子体射流放电特性的区别,混入相同含量的O2和H2O,通过测量电压电流波形,Lissajous图形,发光图像,发射光谱等放电特性,研究了两种气体工作时,等离子体射流的放电特性和演变规律。计算放电功率、传输电荷、电子激发温度、分子振动温度、分子转动温度等主要放电参量后,研究了它们随外加电压幅值的变化趋势,并就趋势图和实验结果做机理分析和讨论。研究结果表明,两种气体下等离子体射流的放电形式为电晕放电、DBD以及射流形成等三个阶段,随着电压的增加,两种气体的射流长度不断增加。两种气体的发射光谱图中,产生的主要发光粒子均为OH、Ar、N2和O,气体温度在300~650K范围内,属于低温等离子体。在外加电压幅值为7~9.5k V范围内,Ar/H2O等离子体射流光谱强度要强于氩氧,通过对电子激发温度和分子转动温度的计算,发现Ar/O2和Ar/H2O的电子温度相差不大,但是Ar/H2O有更低的气体温度,更有利于处理热敏感材料。

大气压等离子体射流气源组分研究进展

大气压等离子体射流(APPJ)作为一个新型的大气压冷等离子体放电技术,其在大气压下产生,射流温度接近室温,化学活性高,在生物医学、材料化学和环境卫生等研究领域的应用成为研究热点。随着对大气压等离子体射流应用研究的不断深入,发现APPJ气源组分对其应用研究产生了很大的影响。APPJ气源组分会影响其放电特性、发射光谱和化学特性,其中APPJ中各种化学活性粒子在其应用研究中起到重要作用,APPJ气源成分主要影响化学活性粒子的种类与浓度,这些因素会影响APPJ技术成本和处理效率。因此,本文综述了在不同气源组分条件下大气压等离子体射流的放电特性、发射光谱和化学特性以及在微生物灭活、表面改性和表面清洁中的应用研究,分析总结了气源组分对APPJ应用方面的影响作用并展望了其研究前景。

大气压Ar/NH3/H2O等离子体射流放电特性

为提高等离子体射流在材料表面处理、环境保护及消毒灭菌等领域中的应用效果,通过在大气压Ar等离子体射流中添加适量NH3/H2O气体,增强等离子体射流活性。利用发射光谱诊断和发光图像拍摄,研究Ar/NH3/H2O等离子体射流NH、OH、O等强氧化性粒子发射光谱强度及射流长度随外加电压和添加气体含量的变化规律,测量相应条件下电压电流波形和Lissajous图形,并对实验结果做机理分析与讨论。研究结果表明,Ar/NH3/H2O等离子体射流主要产生Ar、N2、NH、OH和O等粒子。随外加电压增大,NH、OH和O等粒子谱线强度、射流长度、放电功率和传输电荷均随之增大。当NH3在Ar/NH3气体体系中体积分数达到0.012 5%时,NH自由基发射光谱强度达到最大。在此条件下添加H2O,发现当H2O体积分数达到0.25%时,OH和O粒子谱线强度达到最大,比Ar/NH3放电时OH和O粒子谱线强度分别增加了104.4%和55.8%,而NH粒子谱线强度则下降了18.7%,此时等离子体射流中氧化性粒子(NH、OH和O)总发射光谱强度达到最大,更有利于在材料亲水改性和消毒灭菌等方面应用。

大气压氦气射流等离子体放电特性的研究

为进一步了解大气压射流等离子体放电机理,通过对大气压氦气射流等离子体电压电流测量及发射光谱和放电现象的记录,研究氦气射流等离子体的电气特性以及空间分辨的光谱特性和演变规律.探索放电平均功率、气体转动温度和振动温度随外加电压增加的变化趋势.结果表明,放电平均功率随外加电压的增大而增大,主要活性粒子的发射光谱强度也随着外加电压的增大而增强,但是各活性粒子发射光谱的强度在射流注上的空间分布情况不同.氦气射流等离子体放电为典型的辉光放电,气体温度维持在400 K左右,可以广泛地应用于生物材料的表面改性.